毅力号火星车是“火星2020”探索计划的一部分,它的目标之一就是寻找火星上曾经存在生命的潜在证据。
毅力号“自拍照”。(图/NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)
自从几年前在杰泽罗陨击坑着陆以来,毅力号穿越了大片地区。毅力号越过的岩石形成于近40亿年前,那时的火星远比现在这颗寒冷而干燥的红色星球更宜居——当时不仅有许许多多的河流和湖泊,还有厚重的大气层,以及适宜生命蓬勃生长的温度和化学条件。杰泽罗的许多岩石都是沉积岩,也就是河流流入湖泊时留下的泥沙和砂石。
最近,一块特殊的岩石吸引了NASA毅力号火星车科学团队的目光。当时,火星车正在探索内雷特瓦峡谷(Neretva Vallis)的北部边缘。这条古老的河谷宽约400米,是很久以前冲入杰泽罗陨击坑的水流雕凿而成。毅力号在此进行了第22次采样。
毅力号火星车使用Mastcam-Z仪器在火星上拍摄了这张名为“光明天使”的360度全景图。数十亿年前,一条古老的河流曾在这里流淌。“切亚瓦瀑布”位于中心偏右,在距火星车约110米的地方发现的。(图/NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)
这块箭头形状的岩石被团队昵称为“切亚瓦瀑布”(Cheyava Falls,位于美国亚利桑那州的一处瀑布),看起来像泥岩,呈淡红色。
火星车的探测仪器分析表明,岩石的一些化学特征和结构有可能是数十亿年前的生命形成的。这是NASA首次宣布在火星表面的岩石中发现了可能的生物特征。但是,目前还无法排除其他潜在的非生命解释,还需要更多研究才能确认。
这些迷人的特征可能有望回答一个至关重要的问题:在遥远的过去,火星会不会曾是生命的家园。
发现有机物
火星车上的SHERLOC探测仪的目标就是寻找有机物,因为有机物通常包含过往生命的线索。仪器对切亚瓦瀑布的多次扫描显示其中含有有机物。
“切亚瓦瀑布”(左)是毅力号取样的暗洞,白色斑痕是火星车刮下岩石的痕迹。一块昵称为“汽船山”(右)的岩石也有一块刮擦痕迹。照片拍摄于7月23日。(图/NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)
有机分子由碳和氢组成,通常还有硫、氧或氮。无论是蛋白质、脂肪、糖还是核酸,我们已知的所有生命都是由它们构成的。有机物在地球上的岩石中很常见,其中大部分来自远古生物的遗骸。
然而,“有机物”这个词可能有些误导性。虽然这种碳基分子被认为是生命的组成部分,但完全可以由非生物过程形成。简单的非生命有机分子在宇宙中也非常常见,好奇号火星车也已经在盖尔陨击坑的泥岩中发现了这类分子。毅力号去年也曾探测到。
尽管如此,团队中的一些研究人员认为,新的观测结果是毅力号第一次真正令人信服地探测到有机物。目前尚未公布在切亚瓦瀑布中实际存在着哪些类型的有机分子,还很难直接评估它们的来源。想要解决这个问题,显然离不开实验室的全面分析。
脉矿和斑点
此外,岩石上还分布着贯穿的平行白色矿脉。它们由硫酸钙组成,当液态水沿着地下裂缝流动时,硫酸钙会像水垢一样沉淀下来。像这样的矿脉在火星沉积岩中很常见。虽然它们通常暗示着宜居的环境,但并不是所谓的“生物特征”。
矿脉之间还有一些带状物质,呈微红色,暗示着赤铁矿的存在。当毅力号对这些红色区域进行仔细研究时,发现了数十个形状不规则、毫米大小的白色斑点,每个斑点都环绕着黑色物质。
这些斑点看起来像地球上红色沉积岩中常见的还原斑,或者叫“豹斑”。当化学反应将铁还原成氧化程度较低的态时,铁就会变得可溶。水将色素带走,留下那种漂白的斑点。
还原斑先前在火星上从未见过。在地球上,这些反应通常由生活在地表之下的细菌驱动。它们利用氧化铁作为能量来源,就像人们利用空气中的氧气一样。也许在火星上,类似细菌的生物可能利用岩石中的有机物来完成反应。然而,铁溶解的反应同样可以发生在没有生命的沉积岩中。
毅力号携带的PIXL仪器确定斑点周围的暗晕含有铁和磷酸盐。这个结果既有可能是生命,也有可能是酸性液体驱动的化学反应。
毅力号对“切亚瓦瀑布”岩石样本进行了详细检查。研究人员认为岩石具有许多迷人的特征。(图/NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)
然而,奇怪的是,切亚瓦瀑布的矿脉中同样含有橄榄石。这是一种由岩浆形成的矿物,可能与河谷边缘较远处形成的岩石有关,由岩浆结晶产生的。
(图/NASA/JPL-Caltech/MSSS)
如果是这样,那就还有另一种可能:橄榄石和硫酸盐也许是在并不宜居的极高温度的情况下被引入岩石的,产生了非生物化学反应,从而形成那些豹斑。
生命探测置信度
科学家认为,这是毅力号迄今为止调查到的最令人费解、最复杂、也是最重要的岩石。
天体生物学家通常采用一种名为“生命探测置信度”(CoLD)的7步量表来研究样本是否能揭示生命的存在。“切亚瓦瀑布”样本就是第一步的一个例子——探测可能的信号。
生命探测置信度量表。(图/NASA/Aaron Gronstal)
目前的证据还无法最终确定生命的存在。要了解更多信息,还必须进行大量的额外研究。团队认为,毅力号已经“竭尽所能”。未来如果能将样本带回地球,进行更精密的实验室分析,或许会有更多收获。
#创作团队:
撰文:Takeko
排版:雯雯
#参考来源:
https://theconversation.com/has-nasa-found-evidence-of-ancient-life-of-mars-an-expert-examines-the-latest-discovery-235621
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-perseverance-rover-scientists-find-intriguing-mars-rock
#图片来源:
封面图&首图:NASA/JPL-Caltech